[发明专利]一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法

说明书

本发明一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法，利用机器视觉检测方法以实现对铺粉缺陷的自动检测，并根据粉床出现的缺陷特征将缺陷分为面积缺陷、直线缺陷、拖拽缺陷三大类。本发明利用机器视觉的检测铺粉质量，通过确保每层的铺粉质量来提高最终成形零件的质量，检测快速便捷，可有效地降低检测成本，便于推广。

技术领域

本发明属于机器视觉和图像处理技术领域，具体涉及一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法。

背景技术

激光选区融化(selective laser melting，SLM)是利用激光束将设计好的二维截面的金属合金粉末融化，由下而上逐层打印金属零件实体的一种金属增材制造技术。

在激光选区融化加工过程中，每一层金属合金粉末铺粉质量会直接影响到最终零件的质量。在铺粉过程中会因为刮刀的震动和打印残渣的存留等情况产生种种不同的缺陷，这些缺陷很有可能导致最终成品成为废品。为了提高打印零件的成品率，对粉床每层的铺粉质量进行检测是十分有必要的。现有技术中使用红外相机对粉床的温度分布进行检测、对由于散热不足引起的空隙等进行分析处理，该方法是为了确定在构建过程中由工艺参数变化或是随机工程中一起的误差，以及零件内部空腔部分的缺陷检测，是通过对不同的测量值与预定的参考值的比对达到检测目的，最低可以检测到100微米的材料缺陷，检测精度有限；且利用红外相机进行检测时，由于红外相机本身限制所以不能对整个构建区域进行检测，为了避免激光加工期间红外相机受到光学损伤和灰尘烟雾干扰，还需要额外安装屏蔽玻璃，使用成本较高，另外红外检测需要对预定参考值进行比对，也给该方法增加了推广难度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种激光选区融化成型粉床铺粉质量检测方法，该方法包括以下步骤：

S1：在激光选区熔化成形铺粉完成后，通过CCD相机对粉床进行实时图像采集；

S2：对采集到的图像进行灰度级扩展及降噪处理，消除光照不均的影响；

S3：对进行灰度级扩展及降噪处理后的图像进行阈值分割，保留图像中铺粉区域；

S4:通过对图像进行几何变换或通过标定得到的相机参数进行图像校正，修正由于相机位置及相机畸变带来的画面变形，完成图像的预处理；

S5:对预处理后的图像再将缺陷类型识别为面积缺陷、直线缺陷和拖拽缺陷。

优选的，步骤S5中面积缺陷包含点缺陷，直线缺陷为条纹形缺陷，拖拽缺陷为条状面积缺陷。

优选的，步骤S5中面积缺陷识别的步骤为：

第一步，对预处理后的图像进行傅立叶变换得到其对应频域信息，后在频域进行频域滤波处理，对滤波处理后的结果进行傅立叶逆变换得到处理结果的空间域信息；

第二步，遍历整幅图像确定图像区域中的最大灰度值Max和最小灰度值Min；

第三步，以最大灰度值Max*0.8为阈值对图像进行简单阈值处理，对选中的区域以区域面积为条件再次进行筛选，计算筛选后各区域的中心坐标，将各区域圈出，得出面积缺陷痕迹。

优选的，步骤S5中直线缺陷识别的步骤为：

第一步，对预处理后的图像进行DoG处理得到滤波后图像，即对图像进行不同参数的高斯滤波，然后求差，得到处理后的图像Img_DoG，公式表示如下：

Img_DoG＝(Img*gauss(sigma1))-(Img*gauss(sigma2))

其中，Img_DoG为处理后的图像，Img为处理前原始图像，gauss(sigma)表示参数为sigma的高斯滤波器，sigma1＝7.6和sigma2＝0.09；